一种用于湿法刻蚀的带液滚轮及湿法刻蚀方法

摘要

本发明涉及一种用于湿法刻蚀的带液滚轮及其湿法刻蚀方法，属于太阳能电池制作技术领域，解决了现有技术中太阳能电池制作过程中滚轮水平异常的问题。本发明的用于湿法刻蚀的带液滚轮包括第一端轴(110)、第二端轴(120)和带液轴(130)，第一端轴(110)和第二端轴(120)分别位于带液轴(130)的两端，第一端轴(110)、第二端轴(120)与带液轴(130)同心设置，第一端轴(110)和第二端轴(120)的直径均能够调节。本发明的带液轴的两端轴直径可调，当带液滚轮两端磨损或刻蚀槽加工精度导致的滚轮水平异常时，保证带液滚轮在支架上的水平状态，在保证太阳能电池刻蚀过程质量的同时，大大降低湿法刻蚀设备的运行成本。

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池制作技术领域，尤其涉及一种用于湿法刻蚀的带液滚轮及湿法刻蚀方法。

背景技术

近年来，太阳能电池片生产技术不断进步，生产成本不断降低，电池效率不断提高，使光伏发电的应用日益普及并发展迅猛，逐渐成为电力供应的重要来源。刻蚀是制备硅太阳能电池片的重要工序，其目的是去除PN结和电池正面的磷硅玻璃，刻蚀的好坏直接影响电池片的转换效率。当前硅片的刻蚀方法主要包括干法和湿法刻蚀，其中湿法刻蚀的生产过程为：经扩散后的硅太阳能电池片，利用刻蚀槽的HNO

现有湿法刻蚀工艺通常由一系列槽体模块连接而成，依次为刻蚀槽→水洗1槽→碱槽→水洗2槽→酸槽→水洗3槽→烘干。适用于湿法刻蚀工艺的湿法刻蚀设备，目前大多采用滚轮传动方式，湿法刻蚀设备上，带液滚轮两端的轴通常是直接穿插在支架孔内，实现滚轮转动，从而实现硅片从上料传送到下料；长期使用后，滚轮的直径会因磨损变小，导致运转硅片运输过程无法水平移动，影响太阳能电池片的刻蚀质量，同时，上表面覆盖的水膜也会因滚轮的不平整，会滑落至化学品溶液中，导致浓度异常，也会影响刻蚀效果；刻蚀槽支架的加工精度及滚轮的加工精度偏差，会使得个别的滚轮水平存在异常，影响整体的刻蚀效果。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种用于湿法刻蚀的带液滚轮及湿法刻蚀方法，用以解决现有太阳能电池制作过程中滚轮水平异常的问题。

一方面，本发明提供了一种用于湿法刻蚀的带液滚轮，包括第一端轴、第二端轴和带液轴，第一端轴和第二端轴分别位于带液轴的两端，第一端轴、第二端轴与带液轴同心设置，第一端轴和第二端轴的直径均能够调节。

进一步，所述第一端轴包括多个第一楔形件、多个第二楔形件、第一制动器、第二制动器和第一中心轴。

进一步，所述第一制动器和第二制动器均套设在第一中心轴上，所述第一制动器与第一楔形件连接，所述第二制动器和第二楔形件连接，所述第一中心轴的一端与所述带液轴的中心孔连接。

进一步，所述第二端轴包括多个第三楔形件、多个第四楔形件、第三制动器、第四制动器和第二中心轴。

进一步，所述第三制动器和第四制动器均套设在第二中心轴上，所述第三制动器与第三楔形件连接，所述第四制动器与第四楔形件连接，所述第二中心轴的一端与带液轴的中心孔连接。

进一步，所述第一楔形件和第二楔形件交错设置，所述第一楔形件的侧面与第二楔形件的侧面始终接触，所述第三楔形件和第四楔形件交错设置，所述第三楔形件的侧面和第四楔形件的侧面始终接触。

进一步，所述第一制动器和第二制动器能够沿第一中心轴相对移动。

进一步，所述第一楔形件能够沿第一制动器的径向移动，所述第二楔形件能够沿第二制动器的径向移动。

进一步，所述第三制动器和第四制动器能够沿第二中心轴相对移动。

进一步，所述第三楔形件能够沿第三制动器的径向移动，所述第四楔形件能够沿第四制动器的径向移动。

进一步，所述第一楔形件和第二楔形件限定形成第一端轴的第一外表面；

所述第三楔形件和第四楔形件限定形成第二端轴的第二外表面。

进一步，所述第一外表面具有第一有效直径，第一有效直径按照第一楔形件和第二楔形件间的轴向运动的增大或减小；第二外表面具有第二有效直径，第二有效直径按照第三楔形件和第四楔形件之间的轴向运动的增大或减小。

进一步，所述第一端轴、第二端轴和带液轴的材质为PVDF或PTFE。

另一方面，本发明提供了一种湿法刻蚀方法，使用上述用于湿法刻蚀的带液滚轮，步骤包括：

步骤1：调整带液滚轮的轴端，使太阳能晶片处于水平状态；

相向移动制动器，使楔形件向端轴的柱体中心方向移动，端轴直径增大；反向移动制动，使楔形件向端轴的柱体中心反方向移动，端轴直径减少；

步骤2：带液滚轮带动太阳能晶片运动，进行湿法刻蚀。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

(1)第一端轴和第二端轴的直径可调，当带液滚轮两端磨损或刻蚀槽加工精度导致的滚轮水平异常时，可以实时的对单独的带液滚轮的两端尺寸进行调节，保证带液滚轮在支架上的水平放置，在保证太阳能电池刻蚀过程质量的同时，可以大大降低湿法刻蚀设备的运行成本。

(2)第一楔形件和第二楔形件分别设在第一制动器和第二制动器上，第一制动器和第二制动器能够沿第一中心轴相对移动，第一楔形件和第二楔形件能够相对第一制动器和第二制动器径向移动，进而实现第一端轴直径的变化，第二端轴的直径调整与第一端轴直径调整方式相同。

(3)制动器包括连接座和伸缩杆，连接座与中心轴套设，伸缩杆的一端与连接座的径向垂直连接，另一端为自由端，并与楔形件连接，自由端能够相对连接座伸缩，进而带动楔形件沿制动器的径向伸缩，实现带液滚轮端轴的直径调节。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明的带液滚轮的结构示意图；

图2为本发明的第一端轴初始状态结构示意图；

图3为本发明的第一端轴的直径调整变大后的结构示意图；

图4为本发明的第一端轴的直径调整变小后的结构示意图；

图5为本发明的第二端轴的直径调整变化示意图；

图6为本发明的第一制动器与第一中心轴连接示意图；

图7为本发明的第二制动器与第一中心轴连接示意图；

图8为本发明的第三制动器与第二中心轴连接示意图；

图9为本发明的第四制动器与第二中心轴连接示意图；

图10为本发明的带液轴与第一中心轴的爆炸示意图；

图11为本发明的湿法刻蚀槽的结构示意图；

图12为本发明的带液滚轮和支架连接的截面示意图。

附图标记：

100-带液滚轮；110-第一端轴；111-第一楔形件；112-第二楔形件；113-第一制动器；114-第二制动器；115-第二中心轴；120-第二端轴；121-第三楔形件；122-第四楔形件；123-第三制动器；124-第四制动器；125-第二中心轴；130-带液轴；

200-支架；210-支架本体；220-安装孔；

300-太阳能晶片；400-水膜；500-刻蚀槽；600-刻蚀液体。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。

实施例1

本发明的一个具体实施例，如图1-图12所示，公开了一种用于湿法刻蚀的带液滚轮，包括第一端轴110、第二端轴120和带液轴130，第一端轴110和第二端轴120分别位于带液轴130的两端，第一端轴110、第二端轴120与带液轴130同心设置，第一端轴110和第二端轴120的直径均能够调节。

与现有技术相比，本实施例提供的用于湿法刻蚀的带液滚轮在两端磨损或刻蚀槽加工精度导致的滚轮水平异常时，可以实时的对单独的带液滚轮的两端直径进行调节，保证带液滚轮在支架上的水平放置，在保证太阳能电池刻蚀过程质量的同时，可以大大降低湿法刻蚀设备的运行成本。

本实施例中，第一端轴110和第二端轴120统称为端轴，第一制动器113、第二制动器114、第三制动器123和第四制动器124统称为制动器，第一楔形件111、第二楔形件112、第三楔形件121和第四楔形件122统称为楔形件。

第一端轴110包括多个第一楔形件111、多个第二楔形件112、第一制动器113、第二制动器114和第一中心轴115，第一制动器113和第二制动器114均套设在第一中心轴115上，第一制动器113与第一楔形件111连接，第二制动器114和第二楔形件112连接，第一中心轴115与带液轴130的中心孔连接，第一中心轴115的一端设有第一限位块，第一限位块为正六面体结构，第一限位块设在带液轴130的中心孔内，限制第一端轴110与带液轴130的相对转动。

第一楔形件111由第一圆弧面、第二圆弧面、两个不平行的侧面和两个平行的端面构成，第二楔形件112第三圆弧面、第四圆弧面、两个不平行的侧面和两个平行的端面构成，第一楔形件111的第一圆弧面和第二楔形件112的第三圆弧面形成第一端轴110的外圆周，相邻第一楔形件111的侧面和第二楔形件112的侧面紧贴在一起。

值得注意的是，第一圆弧面和第二圆弧面同心，第三圆弧面和第四圆弧面同心，使得第一端轴110形成的外圆周面是圆柱面，避免第一端轴110与湿法刻蚀槽的支架200的安装孔220装配后形成线接触。

为了实现第一端轴110的直径可调，第一制动器113和第二制动器114与第一中心轴115均可滑动连接。

具体而言，第一制动器113包括第一伸缩杆和第一连接座，第一连接座为圆筒状，第一连接座套设在第一中心轴115的外侧，第一连接座的内孔直径等于第一中心轴115的直径，使得在外力的作用下第一连接座能够在第一中心轴115上移动。

本实施例中，使第一制动器113能够相对第一中心轴115相对移动的外力作用为操作人员手动移动第一制动器113，以便第一制动器113能够停在所需位置，使第一端轴110获得调整水平所需的直径大小。

第一伸缩杆均布在第一连接座的外周，第一伸缩杆的一端与第一连接座连接，另一端为自由端，能够相对固定端伸缩，具体地，第一楔形件111的第二圆弧面设有第一安装孔，第一安装孔设在靠近第一楔形件111的大头一端，第一伸缩杆的自由端安装在第一安装孔中。

具体而言，第一伸缩杆包括第一伸缩弹簧、第一内伸缩杆和第一连接杆，第一连接杆的一端开孔并在第一连接杆内形成空腔，第一伸缩弹簧设在空腔内，第一连接杆的另一端与第一连接座固定连接，第一内伸缩杆的一端通过第一连接杆上孔进入空腔并抵压在第一伸缩弹簧上，第一内伸缩杆的另一端与第一楔形件111连接。

值得注意的是，第一伸缩杆的固定端的延长线通过第一连接座的轴心，即第一伸缩杆沿第一连接座的径向垂直设置。

第二制动器114包括第二伸缩杆和第二连接座，第二连接座为圆筒状，第二连接座套设在第一中心轴115的外侧，第二连接座的内孔直径等于第一中心轴115的直径，使得在外力的作用下第二连接座能够在第一中心轴115上移动。

本实施例中，使第二制动器114能够相对第一中心轴115相对移动的外力作用为操作人员手动移动第二制动器114，以便第二制动器114能够停在所需位置，使第一端轴110获得调整水平所需的直径大小。

第二伸缩杆均布在第二连接座的外周，第二伸缩杆的一端与第二连接座连接，另一端为自由端，能够相对固定端伸缩，具体地，第二楔形件112的第四圆弧面设有第二安装孔，第二安装孔设在靠近第二楔形件112的大头一端，第二伸缩杆的自由端安装在第二安装孔中。

具体而言，第二伸缩杆包括第二伸缩弹簧、第二内伸缩杆和第二连接杆，第二连接杆的一端开孔并在第二连接杆内形成空腔，第二伸缩弹簧设在空腔内，第二连接杆的另一端与第二连接座固定连接，第二内伸缩杆的一端通过第二连接杆上孔进入空腔并抵压在第二伸缩弹簧上，第二内伸缩杆的另一端与第二楔形件112连接。

本实施例中，第一伸缩杆随第一制动器113的移动而自动伸缩，第二伸缩杆随第二制动器114的移动而自动伸缩，由于第一楔形件111和第二楔形件112侧面贴合，在第一楔形件111和第二楔形件112的作用力下能够限定第一伸缩杆和第二伸缩杆伸缩量，即当第一制动器113和第二制动器114的位置固定时第一伸缩杆和第二伸缩杆在第一楔形件111和第二楔形件112的侧面挤压力作用下能够保持一个特定的长度。

值得注意的是，第二伸缩杆通过第二连接座的直径方向。

需要说明的是，使第一制动器113和第二制动器114相对第一中心轴115发生相对移动的外力并不限于手动操作，任何能够使第一制动器113和第二制动器114相对第一中心轴115发生相对移动的驱动方式均可。

本实施例中，第一制动器113控制第一楔形件111的移动，第二制动器114控制第二楔形件112的移动，当第一端轴110磨损导致直径减小后，在第一伸缩杆和第二伸缩杆的作用下，第一楔形件111和第二楔形件112沿第一端轴110的径向向外运动，手动移动第一制动器113和第二制动器114，使第一制动器113和第二制动器114沿第一中心轴115相对运动，第一楔形件111的侧面与第二楔形件112的侧面贴实，第一楔形件111的第一圆弧面和第二楔形件112的第三圆弧面形成新直径的第一端轴110的外圆。

第二端轴120包括多个第三楔形件121、多个第四楔形件122、第三制动器123、第四制动器124和第二中心轴125，第三制动器123和第四制动器124均套设在第二中心轴125上，第三制动器123与第三楔形件121连接，第四制动器124与第四楔形件122连接，第二中心轴125与带液轴130的中心孔连接，第二中心轴125的一端设有第二限位块，第二限位块为正六面体结构，第二限位块设在带液轴130的中心孔内，限制第二端轴120与带液轴130的相对转动。

第三楔形件121由第五圆弧面、第六圆弧面、两个不平行的侧面和两个平行的端面构成，第四楔形件122第七圆弧面、第八圆弧面、两个不平行的侧面和两个平行的端面构成，第三楔形件121的第五圆弧面和第四楔形件122的第七圆弧面形成第二端轴120的外圆周，相邻第三楔形件121的侧面和第四楔形件122的侧面紧贴在一起。

值得注意的是，第五圆弧面和第六圆弧面同心，第七圆弧面和第八圆弧面同心，使得第二端轴120形成的外圆周面是圆柱面，避免第二端轴120与湿法刻蚀槽的支架200的安装孔220装配后形成线接触。

为了实现第二端轴120的直径可调，第三制动器123和第四制动器124与第二中心轴125均可滑动连接。

具体而言，第三制动器123包括第三伸缩杆和第三连接座，第三连接座为圆筒状，第三连接座套设在第二中心轴125的外侧，第三连接座的内孔直径等于第二中心轴125的直径，使得在外力的作用下第三连接座能够在第二中心轴125上移动。

本实施例中，使第三制动器123能够相对第二中心轴125相对移动的外力作用为操作人员手动移动第三制动器123，以便第三制动器123能够停在所需位置，使第二端轴120获得调整水平所需的直径大小。

第三伸缩杆均布在第三连接座的外周，第三伸缩杆的一端与第三连接座连接，另一端为自由端，能够相对固定端伸缩，具体地，第三楔形件121的第六圆弧面设有第三安装孔，第三安装孔设在靠近第三楔形件121的大头端，第三伸缩杆的自由端安装在第三安装孔中。

具体而言，第三伸缩杆包括第三伸缩弹簧、第三内伸缩杆和第三连接杆，第三连接杆的一端开孔并在第三连接杆内形成空腔，第三伸缩弹簧设在空腔内，第三连接杆的另一端与第三连接座固定连接，第三内伸缩杆的一端通过第三连接杆上孔进入空腔并抵压在第三伸缩弹簧上，第三内伸缩杆的另一端与第三楔形件121连接。

值得注意的是，第三伸缩杆通过第三连接座的直径方向。

同理可知，第四制动器124包括第四伸缩杆和第四连接座，第四连接座为圆筒状，第四连接座套设在第二中心轴125的外侧，第四连接座的内孔直径等于第二中心轴125的直径，使得在外力的作用下第四连接座能够在第二中心轴125上移动。

本实施例中，使第四制动器124能够相对第二中心轴125相对移动的外力作用为操作人员手动移动第四制动器124，以便第四制动器124能够停在所需位置，使第二端轴120获得调整水平所需的直径大小。

第四伸缩杆均布在第四连接座的外周，第四伸缩杆的一端与第四连接座连接，另一端为自由端，能够相对固定端伸缩，具体地，第四楔形件122的第八圆弧面设有第四安装孔，第四安装孔设在靠近第四楔形件122的大头端，第四伸缩杆的自由端安装在第四安装孔中。

具体而言，第四伸缩杆包括第四伸缩弹簧、第四内伸缩杆和第四连接杆，第四连接杆的一端开孔并在第四连接杆内形成空腔，第四伸缩弹簧设在空腔内，第四连接杆的另一端与第四连接座固定连接，第四内伸缩杆的一端通过第四连接杆上孔进入空腔并抵压在第四伸缩弹簧上，第四内伸缩杆的另一端与第四楔形件122连接。

本实施例中，第三伸缩杆随第三制动器123的移动而自动伸缩，第四伸缩杆随第四制动器124的移动而自动伸缩，由于第三楔形件121和第四楔形件122侧面贴合，在第三楔形件121和第四楔形件122的作用力下能够限定第三伸缩杆和第四伸缩杆伸缩量，即当第三制动器123和第四制动器124的位置固定时第三伸缩杆和第四伸缩杆在第三楔形件121和第四楔形件122的侧面挤压力作用下能够保持一个特定的长度。

值得注意的是，第四伸缩杆通过第四连接座的直径方向。

需要说明的是，使第三制动器123和第四制动器124相对第二中心轴125发生相对移动的外力并不限于手动操作，任何能够使第三制动器123和第四制动器124相对第二中心轴125发生相对移动的驱动方式均可。

本实施例中，第三制动器123控制第三楔形件121的移动，第四制动器124控制第四楔形件122的移动，当第二端轴120磨损导致直径减小后，在第三伸缩杆和第四伸缩杆的作用下，第三楔形件121和第四楔形件122沿第二端轴120的径向向外运动，手动移动第三制动器123和第四制动器124，使第三制动器123和第四制动器124沿第二中心轴125相对运动，第三楔形件121的侧面与第四楔形件122的侧面贴实，第三楔形件121的第五圆弧面和第四楔形件122的第七圆弧面形成新直径的第二端轴120的外圆，如图5所示，图5(a)表示第二端轴120的直径从初始位置调小的变化示意图，图5(b)表示第二端轴120的直径为初始状态示意图，图5(c)表示第二端轴120直径调大的变化示意图。

需要说明的是，为了减小加工成本，第一端轴110和第二端轴120的尺寸、结构相同。

值得注意的是，第一楔形件111和第二楔形件112限定形成第一端轴110第一外表面(由第一楔形件111的第一圆弧面和第二楔形件的第三圆弧面形成)，第一外表面具有第一有效直径，第一有效直径按照第一楔形件111和第二楔形件112之间的轴向运动的增大或减小(即第一楔形件111和第二楔形件112沿第一中心轴124相向运动，第一有效直径增加，第一楔形件111和第二楔形件112沿第一中心轴115相反运动，第一有效直径减小)；第三楔形件121和第四楔形件122限定形成第二端轴120第二外表面(由第三楔形件121的第五圆弧面和第四楔形件122的第七圆弧面形成)，第二外表面具有第二有效直径，第二有效直径按照第三楔形件121和第四楔形件122之间的轴向运动的增大或减小(即第三楔形件121和第四楔形件122沿第二中心轴125相向运动，第二有效直径增加，第三楔形件121和第四楔形件122沿第二中心轴125相反运动，第二有效直径减小)。

由于滚轮材料必须为耐酸碱的材质，第一端轴110、第二端轴120和带液轴130的材质均为PVDF(Poly vinylidene fluoride，聚偏氟乙烯)或PTFE(Poly tetrafluoroethylene，聚四氟乙烯)。

本实施例中的带液滚轮100应用于湿法刻蚀槽，刻蚀槽500包括支架200和带液滚轮100，刻蚀槽500内设有刻蚀液体600，带液滚轮100上设有太阳能晶片300，太阳能晶片300上表面设有水膜400，带液滚轮100与支架200连接，具体地，支架200包括支架本体210，支架本体210上均匀开设有安装孔220，带液滚轮100的第一端轴110和第二端轴120分别置于支架200的两侧支架本体210的安装孔220内。

本实施例中，带液滚轮100和支架200摩擦产生磨损时，无需更换整根带液滚轮100，只需将端轴直径进行调整，降低了刻蚀槽500的运行成本，此外，可独立调节带液滚轮100的水平度。

实施例2

本发明的另一个具体实施例，公开了一种湿法刻蚀方法，使用实施例1的用于湿法刻蚀的带液滚轮，步骤包括：

步骤1：调整带液滚轮100的轴端，确保太阳能晶片300放置到带液滚轮100上处于水平状态。

需要说明的是，刻蚀槽500上安装有多个带液滚轮100，需要调整所有带液滚轮100，使得太阳能晶片300处于水平位置。

相向移动第一制动器113和第二制动器114，使第一楔形件111和第二楔形件112向第一端轴110柱体中心方向移动，第一端轴110直径增大；相向移动第三制动器123和第四制动器124，使第三楔形件121和第四楔形件122向第二端轴120柱体中心方向移动，第二端轴120直径增大；

反向移动第一制动器113和第二制动器114，使第一楔形件111和第二楔形件112向第一端轴110柱体中心反方向移动，第一端轴110直径减少；反向移动第三制动器123和第四制动器124，使第三楔形件121和第四楔形件122向第二端轴120柱体中心反方向移动，第二端轴120直径减少。

步骤2：将太阳能晶片300放置在带液滚轮100上，带液滚轮100在外力(如电机)作用下转动，带动太阳能晶片300向前运动的同时，将刻蚀液体600刷到太阳能晶片300的背面进行湿法刻蚀。

需要说明的是，由于太阳能晶片300的正面设有水膜400，避免了刻蚀液体600对太阳能晶片300的正面的损坏。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。